HU201809B - Axle-driving shaft and process for producing same - Google Patents
Axle-driving shaft and process for producing same Download PDFInfo
- Publication number
- HU201809B HU201809B HU89318A HU31889A HU201809B HU 201809 B HU201809 B HU 201809B HU 89318 A HU89318 A HU 89318A HU 31889 A HU31889 A HU 31889A HU 201809 B HU201809 B HU 201809B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- weight
- diameter
- manganese
- carbon
- hardness
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/04—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering with simultaneous application of supersonic waves, magnetic or electric fields
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/28—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for plain shafts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Forging (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
A jelen találmány tárgya olyan féltengelyek, amely karbont, mangánt és szilíciumot tartalmazó ötvözetből készül és 132300-176400 N-nel terhelhető és 43-52 mm átmérőjű, valamint eljárás ilyen kerékféltengelyek előállítására, amelynek során a tengelyek egyik végén csapot, másik végén karimát kovácsoljuk és a végeket készre esztergáljuk.The present invention relates to axles made of an alloy containing carbon, manganese and silicon, loaded with 132300-176400 N and having a diameter of 43-52 mm, and a method for producing such wheel axles by forging a pin at one end and a flange at the other end. the ends are turned.
Nagyszilárdságú kerék féltengelyek gyártása során az egyik legfontosabb feladat a megfelelő karbonacél kiválasztása, illetve előállítása, a megfelelő felületi keménység elérése érdekében. Az anyag felkeményíthetősége viszont a karbon tartalom függvénye, azaz a megfelelő Rockwell-keménység (Rc) eléréséhez elegendő karbontartalommal kell rendelkezzék, ugyanakkor a karbontartalom elég alacsony kell legyen ahhoz, hogy a felkeményítés során ne váljék túlságosan rideggé az anyag és a magrésze ne keményedjen fel. A megfelelő felületi keménység lényegében attól függően alakul ki, hogy milyen mélységben válik martenzitessé az ötvözet szerkezete az edzés során, amikoris az úgynevezett kritikus hűtési kritikus hűtési sebességgel hűtjük.One of the most important tasks in manufacturing high-strength wheel axles is to select or manufacture the right carbon steel to achieve the correct surface hardness. The hardening of the material, however, is a function of the carbon content, i.e., it should have sufficient carbon content to achieve the appropriate Rockwell hardness (R c ), but the carbon content should be low enough not to harden the material and harden the core . The appropriate surface hardness is determined essentially by the depth at which the alloy structure becomes martensitic during hardening, which is cooled at the so-called critical cooling critical cooling rate.
A modern felületkmeményítő eljárások 1930-as évekből erednek, a United Steel Corporation laboratóriumaiban végzett kutatómunka alapján. 1938ban General Motors laboratóriumában kidolgozták az úgynevezett Jominy tesztet, amelynek segítségével a keményíthetőséget definiálhatták. Ez a vizsgálat egy 25,4 mm (1 inch) átmérőjű próbadarab egyik végének vízben történő hűtésével kezdődik, majd a próbadarab Rockwell-keménységének megállapításával folytatódik a hűtött végtől számított 1,6 mm-enként. A keményíthetőség kiszámításában az alapmunkálatokat Grossmann végezte a United States Steele Corporation-nél és vizsgálataink eredményeit 1942-ben publikálta a Trans American Institute of Mining and Metallurgival Engineers 150. kötetében (227-259. oldal). Grossmann abból indult ki, hogy a keményíthetőség elméletében egy úgynevezett ideális átmérőjű (Dl) rudat definiál. Ez az átmérő egy olyan próbadarabhoz tartozik, amelynek teljes átmérője felkeményedik ideális edzési körülmények között és ebben az esetben a próbadarab középpontjában a szövetszerkezet 50 tömeg%-a martenzitból áll. Az ideális átmérő (Dl) számítását több helyütt közlik, például a Modern Metallurgy fór Engineers című könyvben (szerző: T. Sisco, Pitman Publishing Company, New York, 1948). Hasonló számításokat közöl Clarance A. Siebert, Douglas V. Doane és Dalé H. Breen a The hardenability of Steels - Concepts, Metallurgical Influences and Industrial Applicaltions című cikkben (American Society of Metals, Metals Park, Ohio, 1977).Modern surface curing methods date back to the 1930s, based on research carried out in the laboratories of United Steel Corporation. In 1938, the so-called Jominy test was developed in General Motors' laboratory to determine hardness. This test begins by cooling one end of a specimen 25.4 mm (1 inch) in water and then proceeding to determine the Rockwell hardness of the specimen at 1.6 mm from the chilled end. The basic work for calculating hardness was carried out by Grossmann of the United States Steele Corporation and published in 1942 in the Trans American Institute of Mining and Metallurgical Engineers, Vol. 150 (pp. 227-259). Grossmann started from the idea of hardness theory as defining a so-called ideal diameter (D1) bar. This diameter is for a specimen whose total diameter hardens under ideal training conditions, in which case the specimen is centered on 50% by weight of the structure of martensite. Calculation of the ideal diameter (D1) is reported in several places, for example in Modern Metallurgy Foor Engineers (T. Sisco, Pitman Publishing Company, New York, 1948). Similar calculations are reported by Clarance A. Siebert, Douglas V. Doane, and Dalé H. Breen in The Hardenability of Steels - Concepts, Metallurgical Influences and Industrial Applictions (American Society of Metals, Metals Park, Ohio, 1977).
Általában az ideális, illetve kritikus átmérőt úgy számolják ki, hogy az ötvözet valamennyi alkotójához hozzárendelt tényezőket összeszorozzák. Például a SAE/AISI1040 jelű karbonacél kritikus átmérőjének számítása a Grossmann-féle adatok alapján a következő:Generally, the ideal or critical diameter is calculated by multiplying the factors assigned to each component of the alloy. For example, the critical diameter calculation for carbon steel SAE / AISI1040 based on Grossmann data is as follows:
karbon 0,39 tömeg%, nikkel 0,19tömeg%, króm 0,04 tömeg%, molibdén 0,02 tömeg%, szorzótényező = 1,08 szorzótényező = 1,05 szorzótényező = 1,09 szorzótényező = 1,06.carbon 0.39%, nickel 0.19%, chromium 0.04%, molybdenum 0.02%, multiplier = 1.08 multiplier = 1.05 multiplier = 1.09 multiplier = 1.06.
Az ideális átmérő ily módon:The ideal diameter is thus:
Dl = 0,23 x 3,27 x 1,08 x 1,05 x 1,09 x 1,06 = 0,98 inch (24,89 mm).D1 = 0.23 x 3.27 x 1.08 x 1.05 x 1.09 x 1.06 = 0.98 inch (24.89 mm).
Ez tehát azt jelenti, hogy egy tökéletesen átedzett acél ideális átmérője 24,89 mm lenne. Ennek megfelelően a kívánt felkeményítéshez a maximális tengelyátmérő ennél valamivel kisebb, körülbelül 19 mm kell legyen.This means that a perfectly hardened steel would have an ideal diameter of 24.89 mm. Accordingly, for the desired hardening, the maximum shaft diameter should be slightly smaller, about 19 mm.
Az ilyen ideális átmérő számítások használatával meghatározható egy adott összetételű tengely maximális átmérője, arra az esetre vonatkozóan, amikoris a keresztmetszet középpontjában a szövetszerkezet 50%-át martenzit alkotja edzés után.By using such ideal diameter calculations, the maximum diameter of an axle of a given composition can be determined in the case where the center of the cross-section is martensitic at 50% of the tissue structure.
Ismeretes, hogy a nagy margán tartalmú karbonacélok jól keményíthetőek, minthogy a mangán segíti a karbon behatolását a magrészbe és szilárd oldat kialakulását teszi lehetővé, martenzites szerkezet mellett, az edzés után. Az SAE/AISI 1541 jelű szabványos acél például 0,36-0,44 tömeg% karbont és 1,35-1,65 tömeg% mangánt tartalmaz és kerék féltengelyek előállítása során legfeljebb 43 mm átmérőjű darabok kialakítása szükséges, 132300 N-ot meg nem haladó terhelés esetére. Ha 43 mm-nél nagyobb átmérőjű kerék féltengelyéket készítünk 132300,149400,167400 vagy 176400 N terhelésre, ezeket a 1541 jelű acélból nem tudjuk elkészíteni, minthogy a mangán tartalom nem biztosítja a teljes átmérőben történő felkeményedést, az 50 tömeg%os martenzit tartalom kialakulásával együtt. Ilyen esetekben a megoldás bizonyos mennyiségű bór beötvözése, mint például az SÁE1541 vagy az SAE 15841 jelű acéloknál. Ezekben az ötvözetekben általában 0,005 és 0,003 tömeg% közötti bórtartalom található.It is known that high margarine carbon steels are well cured because manganese facilitates the penetration of carbon into the core and allows the formation of a solid solution with a martensitic structure after hardening. Standard SAE / AISI 1541 steel, for example, contains 0.36-0.44% by weight of carbon and 1.35-1.65% by weight of manganese and requires the manufacture of wheel axles with a maximum diameter of 43 mm, not exceeding 132300 N. advanced load. When making wheel axles with a diameter greater than 43 mm for a load of 132300,149400,167400 or 176400 N, these cannot be made from steel 1541, as the manganese content does not provide full-cure, together with the formation of 50% martensitic content. . In such cases, the solution is to incorporate a certain amount of boron, as in the case of steels SÁE1541 or SAE 15841. These alloys generally contain from 0.005 to 0.003% by weight of boron.
Ha viszont az acél bőrt tartalmaz a megfelelő felkeményedés biztosítása érdekében, megnövekszik a visszamaradó feszültségek keletkezésének veszélye a kovácsolás után, amikoris a szokásos csapot és karimát alakítják ld a féltengelyek végein. Az ilyen feszültségek jelentős mértékben csöldcentik a fáradásos terhelés melletti élettartamot és általában idő előtti repedéses töréshez vezet. Ennek az az oka, hogy a bór kiválik a szemcsehatárokon bórnitrit formájában és elridegedést okoz. Ennek megakadályozására a bórnitridet a szemcsehatárokról el kell távolítani, ami normalizálás és levegőn történő hűtés segítségével lehetséges. Ez azonban időigényes és meglehetősen drága eljárás.Conversely, if the steel contains leather to ensure proper hardening, the risk of residual stresses after forging is increased, whereby the usual tap and flange are formed at the ends of the half shafts. Such stresses significantly reduce the lifespan of a fatigue load and generally lead to premature crack fracture. This is because boron precipitates at the grain boundaries in the form of boron nitrite and causes aging. To prevent this, boron nitride must be removed from the grain boundaries, which can be achieved by normalization and air cooling. However, this is time consuming and quite expensive.
A jelen találmánnyal ezért olyan eljárás kialakítása a célunk, amely lehetővé teszi 43 és 52 mm közötti átmérőjű kerék féltengelyek gyártását 132300 és 176400 N közötti terhelésekre, anélkül, hogy az említett hosszú és költséges hőkezelésekre szükség lenne.It is therefore an object of the present invention to provide a process which allows the manufacture of wheel axles with a diameter of 43 to 52 mm for loads of 132300 to 176400 N without the need for such long and costly heat treatments.
A kitűzött feladatot úgy oldottuk meg, hogy a kerék féltengelyek 0,4-0,48 tömeg% karbont, 1,351,61 tömeg% mangánt, 0,16-0,3 tömeg% szilíciumot, 0-0,2 tömeg% krómot és a maradékban vasat, valamint az edzés szempontjából közömbös komponenseket tartalmaz ideális átmérője 53 és 66 mm között van.The object of the present invention was solved by the wheel axles having 0.4-0.48% by weight of carbon, 1.351.61% by weight of manganese, 0.16-0.3% by weight of silicon, 0-0.2% by weight of chromium and the remainder contains iron as well as exercise-inert components and has an ideal diameter of 53 to 66 mm.
Az ötvözet célszerűen 0,025 és 0,05 tömeg% közötti mennyiségű alumíniumot is tartalmaz, hogy az ASTM 5 és 8 jelű szemcsenagyság tartomány biztosítható legyen.The alloy preferably contains from 0.025 to 0.05% by weight of aluminum to provide ASTM 5 and 8 particle size ranges.
-2HU 201809 Β-2HU 201809 Β
Ugyancsak célszerű, ha az ötvözet tartalmaz 00,15 tömeg% rezet, 0-0,2 tömeg% nikkelt, 0-0,15 tömeg% molibdént, 0,02r-0,045 tömeg% ként és legfeljebb 0,035 tömeg% foszfort.It is also preferred that the alloy contains 00.15% copper, 0-0.2% nickel, 0-0.15% molybdenum, 0.02r-0.045% sulfur and up to 0.035% phosphorus.
A találmány szerinti kerékféltengelyek keménysége a középvonalban Rc = 35, a keménység a felületen temperálás után 52 és 59 Rc érték között van. A felülettől mintegy 15 mm távolságra a maximális keménység értéke Rc = 40. Az említett összetétel és ideális átmérőtartomány betartása esetén a fenti értékek biztosíthatók.The hardness of the wheel axles according to the invention in the center line is R c = 35 and the hardness after tempering on the surface is between 52 and 59 Rc. At a distance of about 15 mm from the surface, the maximum hardness value is Rc = 40. The above values can be obtained provided that the composition and the ideal diameter range are adhered to.
A féltengelyek előállításakor a 0,4-0,48 tömeg% karbont, 1,35-1,61 tömeg% mangánt, 0,16-0,3 tömeg% szilíciumot, 0-0,23 tömeg% krómot, valamint vasat és az edzés szempontjából közömbös komponenseket tartalmazó acélból egyik végén csappal, másik végén karimával ellátott darabokat kovácsolunk és a kovácsolás után közvetlenül, tehát feszültségmentesítő izzítás, illetve normalizálás nélkül indukciós edzést fézünk, majd a végeket készre esztergáljuk.In the manufacture of the half shafts, 0.4-0.48% by weight of carbon, 1.35-1.61% by weight of manganese, 0.16-0.3% by weight of silicon, 0-0.23% by weight of chromium and iron and iron Forging parts made of steel with inert components are forged at one end with a pin and at the other end with a flange, and immediately after the forging, ie without stress relieving or normalization, are subjected to an induction hardening and the ends are turned.
A nagyszilárdságú karbonacélok vizsgálata során kiderült, hogy az összetételben jelentkező minimális változás is meglepő hatást eredményezhet a késztermék tulajdonságaiban és ez a termék, például kerék féltengely előállítási technológiájának alapvető változását is eredményezheti. Jó példa erre az említett kerék féltengelyek összetétele és gyártási technológiája. A gépjárművekben alkalmazott kerék féltengelyek, elsősorban személyautók és könnyű teherautók céljára nem nagyobb átmérőjűek, mint 44 mm. Ilyen tengelyek könnyen előállíthatók a 1541 jelű acélötvözetből, amely megfelelően keményíthető normalizálás vagy lágyító izzítás nélkül. Ha azonban ennél nagyobb (4452 mm) átmérőjű kerék féltengelyeket akarunk előállítani 132300 és 176400 N közötti terhelési tartományra, ezen ötvözet már nem bizonyul megfelelően keményíthetőnek a kívánt mélységben. Ebből következően az élettartama is csökken. Ezért az ilyen terhelésű kerék féltengelyeket a már említett 15841 jelű ötvözetből készítik és minthogy ezen ötvözet nyomelemként bőrt is tartalmaz, biztosítható a megfelelő mélységű átedzés.Examination of high-strength carbon steels has shown that even a minimal change in the composition can have a surprising effect on the properties of the finished product and may also result in a fundamental change in the manufacturing technology of the product, e.g. A good example is the composition and manufacturing technology of said wheel axles. Wheel axles used in motor vehicles for axles, in particular for passenger cars and light trucks, have a maximum diameter of 44 mm. Such shafts are readily produced from steel alloy 1541, which can be hardened properly without normalization or annealing. However, if larger diameter wheel axles (4452 mm) are desired for a load range of 132300 N to 176400 N, this alloy will no longer be sufficiently cured at the desired depth. As a result, its service life is also reduced. Therefore, such load wheel axles are made of the alloy 15841 already mentioned, and since this alloy also contains leather as a trace element, a sufficient depth of hardening can be ensured.
Az alábbi táblázatban bemutatjuk az SAE/AISI 1541 típusú acél kémiai összetételét.The table below shows the chemical composition of SAE / AISI 1541 steel.
Összetevők tömegszázalékos összetétel karbon 0,36-0,44 mangán 1,35-1,65 szilícium 0,15-0,35 kén max 0,050 foszfor max 0,040Ingredients by weight composition carbon 0.36-0.44 manganese 1.35-1.65 silicon 0.15-0.35 sulfur max 0.050 phosphorus max 0.040
A bórral adalékolt 15841 jelű acél összetétele hasonló, azzal a különbséggel, hogy a fentieken kívül tartalmaz 0,0005-0,003 tömeg% bőrt is. A jelentős mangán tartalom és a bőr mikroötvözés következtében a következő terhelési tartományok biztosíthatók:The boron doped steel 15841 has a similar composition except that it also contains 0.0005-0.003% by weight of leather. Due to the high content of manganese and the micro-alloying of the skin, the following load ranges can be achieved:
Terhelés Tengely átmérőLoad Shaft diameter
132300 N 3,7 mm132300 N 3.7 mm
149400 N 46,7 mm149400 N 46.7 mm
167800 N 48,5 mm167800 N 48.5 mm
176400 N 52,07 mm176400 N 52.07 mm
Jóllehet az említett 15841 jelű acél megfelelő keményíthetőséggel és így a kívánt szilárdsággal rendelkezik, gyártása meglehetősen bonyolulttá válik a kisebb átmérőjű munkadarabokhoz képest.Although said steel 15841 has sufficient hardness and hence the desired strength, its manufacture becomes quite complicated compared to smaller diameter workpieces.
Általában az ilyen kerék féltengelyeket a megfelelő átmérőjű öntött tuskóból készítik. Miután a tuskókat, illetve a rudakat a kerék féltengelynek megfelelő hosszra vágják, a tengelyvégeken kovácsolással kialakítják a szokásos csapot és karimát. Az említett csap, illetve karima pontos méreteit és alakját a megrendelő, illetve az igények határozzák meg. A kovácsolás után az esztergálással készméretre munkálhatok a kerék féltengelyek. A keményítőst az esztergálás után a kritikus hőmérséklet fölé történő hevítéssel és vízben történő hűtéssel végzik el. Célszerű a hevítést indukciós úton végezni oly módon, hogy a tengelyt két végén befogva álló vagy mozgó indukciós tekercsben forgatjuk. A vízben történő gyors hűtés biztosítja a megfelelő keménység kialakulását. A féltengelyeket végül folyamatos üzemű kemencében temperáljuk, hogy a visszamaradó feszültségeket eltüntessük. Ez a felületi keménység értékét néhány egységgel csökkenti.Usually, such wheel axles are made from castings of the appropriate diameter. After the stumps or rods are cut to the length of the wheel's half axis, the standard pins and flanges are forged at the shaft ends. The exact dimensions and shape of said pin or flange are determined by the customer and the requirements. After forging, you can turn the wheel axles to a finished size by turning. After turning, the starch is heated to a critical temperature and cooled in water. It is preferable to perform the heating by induction by rotating the shaft in a fixed or moving induction coil at both ends. Rapid cooling in water ensures proper hardness. The camshafts are finally tempered in a continuous furnace to eliminate residual stresses. This reduces the surface hardness by a few units.
Ha a féltengelyeket a 1541 jelű acélból készítik, a fent leírt eljárást alkalmazzák, azaz nem végeznek közbülső hőkezelést a kovácsolás és az esztergálás között. Ha azonban a féltengelyek a 15B41 jelű acélból készülnek, a bór adalék kiválást eredményez a szemcse határokon és hogy az ebből adódó feszültségeket megszüntessük, lágyító hőkezelést, illetve normalizálást kell végezni a kovácsolást követően, az esztergálás és az edzés előtt. A lágyító, illetve normalizáló hőkezelés - mint mondottuk hosszú és drága művelet és jelentősen növeli a féltengelyek gyártási költségeit.If the half shafts are made of steel 1541, the procedure described above, i.e. no intermediate heat treatment between forging and turning, is used. However, if the camshafts are made of 15B41 steel, the boron additive will precipitate at the grain boundaries and, in order to eliminate the resulting stresses, soften heat treatment or normalization after forging, turning and hardening. Softening and normalizing heat treatment - as we have said is a long and expensive operation and significantly increases the production costs of the axles.
Egyéb acélok, például az 50B50 jelű, amelyek ugyancsak biztosítják a megfelelő szilárdságot és keményíthetőséget, még drágábbak és ugyancsak igénylik a normalizáló hőkezelést.Other steels, such as 50B50, which also provide adequate strength and hardness, are even more expensive and also require normalization heat treatment.
A különböző összetételű karbonacélokkal végzett kísérleteink és elemzéseink, amelyek során a próbák keresztmetszetében vettünk fel a Jiminyteszthez hasonló profilokat, azt találtuk, hogy tökéletesen megfeleld keményedési görbét nyerünk, ha a tengely minimális folyáshatára eléri a 758x10° N/m2 értéket. Ekkor a fáradásos élettartam is igen jó értékeket mutat.In our experiments and analyzes on carbon steel steels of different compositions, using profiles similar to Jiminytes in the cross section of the probes, we have found that a perfectly conformable hardening curve is obtained when the minimum yield point of the shaft reaches 758x10 ° N / m 2 . In this case, fatigue life also shows very good values.
Annak alapján, hogy a króm a mangánhoz hasonlóan fokozza a keményíthetóségi mélységet, különböző mangán és krómtartalmú ötvözeteket vizsgáltunk. Azt tapasztaltuk, hogy túl nagy krómtartalom ugyancsak túlságos felkeményedést eredményez. Hasonlóképpen, ha mind a mangán, mind a karbon a megengedett tartomány felső határán van, a magrész túlságosan felkeményedése jelentkezik, ami megint csak csökkenti a fáradásos élettartamot.Based on the fact that chromium, like manganese, enhances the hardening depth, various alloys of manganese and chromium were investigated. It has been found that too high a chromium content also results in excessive hardening. Similarly, when both manganese and carbon are at the upper end of the allowable range, the core hardens too hardly, which again reduces fatigue life.
-3HU 201809 Β-3EN 201809 Β
Kiindulva az említett 1541 jelű acél összetételéből és részben figyelmen kívül hagyva azt a hagyományos tanítást, amely szerint ha mind a mangán, mind a karbontartalmat növeljük, az acél túlságosan felkeményedik, azt találtuk, hogy amennyiben 5 a karbontartalmat egy kicsit még tovább emeljük és a mangán tartalmat valamelyest csökkentjük, ugyanakkor egy kevés krómot adunk az ötvözethez, egy olyan új ötvözetet nyerünk, amely kiváló felkeményedési tulaj donságokkal rendelkezik. Ennek az 10Starting from the composition of said 1541 steel and partly ignoring the conventional teaching that if both the manganese and the carbon content are increased, the steel becomes too hard, we have found that if the carbon content is raised a little further and the manganese content is slightly reduced while adding a small amount of chromium to the alloy to obtain a new alloy with excellent hardening properties. In this section 10
SAE/AISI1541M jelű acélnak az összetétele a következő:Steel SAE / AISI1541M has the following composition:
Összetevők tömegszázalékos összetétel karbon 0,40-0,48 mangán 1,35-1,65 króm 0,00-0,23 szilícium 0,16-0,30 kén 0,020-0,045 20 foszfor max. 0,35 nikkel 0,00-0,20 réz 0,00-0,15Ingredients by weight composition carbon 0.40-0.48 manganese 1.35-1.65 chromium 0.00-0.23 silicon 0.16-0.30 sulfur 0.020-0.045 20 phosphorus max. 0.35 Nickel 0.00-0.20 Copper 0.00-0.15
Az ötvözetben levő nikkel és réz mennyisége 25 megfelel az ilyen acélokban szokásosnak. Hasonlóképpen a szilícium, kén és foszfor is általában alkotója az ilyen típusú alkotóknak. Az alumínium 0,025 és 0,05 tömeg% közötti mennyisége a megfelelő finom (ASTM 5-8) szemcseszerkezet elérését szol- 30The amount of nickel and copper in the alloy corresponds to that used in such steels. Similarly, silicon, sulfur and phosphorus are generally constituents of these types of constituents. The amount of aluminum in the range of 0.025 to 0.05% by weight is used to achieve the appropriate fine (ASTM 5-8) grain size.
Az is kitűnt, hogy az ideális kritikus átmérőtartomány ugyancsak meghatározó a találmány szerinti eljárással, közbenső lágyító hőkezelés nélkül előállított kerék féltengelyek tökéletesen megfelelnek a szilárdsági és kifáradási követelményeknek, a keménység! jellemzők pedig nem elengedhetetlenek ennek megvalósításához. Gyakorlatilag a 44 és 52 mm átmérő közötti tartományban az ideális átmérő 53 és 66 mm között van. Ha tehát ezt az ideális átmérőtartományt is figyelembe vesszük, kiküszöbölhető az az egyébként is ritka eset, hogy valamennyi elem a tartomány alsó vagy felső határának közelében kerül az ötvözetbe.It has also been found that the ideal critical diameter range is also decisive for the wheel axles produced by the process of the invention, without intermediate softening heat treatment, perfectly meeting the requirements of strength and fatigue, hardness! and features are not essential to achieve this. In practice, in the range of 44 to 52 mm, the ideal diameter is between 53 and 66 mm. Therefore, if this ideal diameter range is also taken into account, it is possible to eliminate the rare case that all elements are included in the alloy near the lower or upper limit of the range.
Az ideális átmérő meghatározásához az említett acél esetében a karbon, mangán, nikkel, króm, molibdén, réz és szilícium szorzótényezőit vesszük figyelembe. Az alumínium szorzótényezője 1-es lenne a jelen esetben, ezen ötvöző csupán a szemcsefinomság szempontjából lényeges. A foszfor és kén szorzótényezőit ugyancsak mellőzhetjük a számításnál, minthogy ezek az elemek egymás hatását közömbösítik ebből a szempontból. A foszfor szorzótényezője ugyanis 1,03, míg a kéné 0,97.In order to determine the ideal diameter, the steel, manganese, nickel, chromium, molybdenum, copper and silicon coefficients are taken into account. The multiplication factor for aluminum would be 1 in the present case, this alloy being relevant only to the particle size. The multiplication factors for phosphorus and sulfur can also be ignored in the calculation, since these elements negate the effect of each other in this regard. The multiplication factor for phosphorus is 1.03 and that for sulfur is 0.97.
Az 53 és 66 mm között ideális átmérőtartomány meghatározásánál a „Hardenability Prediction Calculation fór Wrought Steels: by Caterpillar, Incorporation” című kiadványt használtunk. Ha valamennyi ötvözőelem minimális és maximális értékét figyelembe vesszük, a szorzótényezők a következők:For the determination of the ideal diameter range of 53 to 66 mm, the publication "Hardenability Prediction Calculation for Wrought Steels: by Caterpillar, Incorporation" was used. If the minimum and maximum values of all alloying elements are taken into account, the multiplication factors are as follows:
Minimális érték tömeg% szorzótényezőMinimum value is a weight% factor
Maximális érték tömeg% szorzótényezőMaximum value is a weight% factor
Távolság Tc gálja.Distance T c gal.
Ha a legkisebb értékekhez tartozó szorzótényezőket vesszük figyelembe, az ideális átmérő Dl = 35 mm, ami lényegesen alacsonyabb, mint az 53 mm-es minimális átmérő. Hasonlóképpen, ha a legmagasabb értékekkel számolunk, az ideális átmérő 125 mm lenne, ami szintén kívülesik a megengedett 66 mm-es felső határon.Taking into account the multiplication factors for the smallest values, the ideal diameter is D1 = 35 mm, which is significantly lower than the minimum diameter of 53 mm. Similarly, at the highest values, the ideal diameter would be 125 mm, which is also outside the allowed 66 mm upper limit.
A fentiekben túlmenően még kiköthető egy minimális keménységi gradiens, egy maximális magkeménység és egy maximális keménység egy meghatározott mélységben, továbbá a felületi keménységtartomány. A megfelelő szilárdsági és kifáradási tulajdonságokhoz Re = 35 maximális magkeménység, Re = 40 maximális keménység 12 mm mélységben és egy Rc = 52-59 felületi keménységtartomány szükséges. A minimális keménységi gradiens a következő kell legyen:In addition to the above, a minimum hardness gradient, a maximum core hardness and a maximum hardness at a specified depth, as well as a surface hardness range, can be bound. For proper strength and fatigue properties Re = 35 maximum core hardness, Re = 40 maximum hardness at 12 mm depth and a surface hardness range R c = 52-59. The minimum hardness gradient shall be as follows:
Távolság Tc Distance T c
1,27 mm 521.27mm 52
2,54 mm 522.54mm 52
5,08 mm 525.08mm 52
7,62 mm 457.62mm 45
10,16 mm 3310.16mm 33
12,60 mm 2212.60mm 22
A szükséges felkeményedéshez célszerű a kerék féltengelyeket az indukciós hevítés és edzés után 180 °C-ot nem meghaladó hőmérsékleten temperálni 11/2-2 órát. Ezen kívül még az a megszorítás érvényes, hogy a maradó feszültségek elkerülése érdekében a temperáló hőkezelést célszerű az indukciós hevítés és edzés után legfeljebb 2 órán belül elvégezni.For the necessary hardening, it is advisable to heat the wheel axles for 11 / 2-2 hours after induction heating and hardening at a temperature not exceeding 180 ° C. In addition, there is a restriction that tempering heat treatment should be performed within 2 hours after induction heating and training to avoid residual stresses.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/166,178 US4820357A (en) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | Low grade material axle shaft |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUT49653A HUT49653A (en) | 1989-10-30 |
| HU201809B true HU201809B (en) | 1990-12-28 |
Family
ID=22602129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU89318A HU201809B (en) | 1988-03-10 | 1989-01-25 | Axle-driving shaft and process for producing same |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4820357A (en) |
| EP (1) | EP0332284B1 (en) |
| JP (1) | JPH01234549A (en) |
| KR (1) | KR890014754A (en) |
| CN (1) | CN1050388C (en) |
| AU (1) | AU602477B2 (en) |
| BR (1) | BR8900467A (en) |
| DE (1) | DE68918309T2 (en) |
| HU (1) | HU201809B (en) |
| MX (1) | MX167291B (en) |
| TR (1) | TR25461A (en) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5242514A (en) * | 1988-06-07 | 1993-09-07 | Richard Wiener | Method for the production of a hardened guide shaft for a linear guide |
| US5227314A (en) * | 1989-03-22 | 1993-07-13 | At&T Bell Laboratories | Method of making metal conductors having a mobile inn getterer therein |
| DE3936368A1 (en) * | 1989-11-02 | 1991-05-16 | Gkn Automotive Ag | HEAT TREATMENT OF DRIVE SHAFTS |
| DE4040520C2 (en) * | 1989-12-29 | 2000-12-28 | Dana Corp | Method of manufacturing an induction hardened iron torque transmitting shaft |
| JPH04219928A (en) * | 1990-12-20 | 1992-08-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacture of semiconductor device |
| JP4219023B2 (en) * | 1998-11-19 | 2009-02-04 | 新日本製鐵株式会社 | High-strength drive shaft and manufacturing method thereof |
| US6315841B1 (en) * | 1999-12-31 | 2001-11-13 | Dana Corporation | Induction hardened forged gear and process for preparing same |
| JP3585034B2 (en) | 2000-12-14 | 2004-11-04 | 日産自動車株式会社 | High-strength lace and manufacturing method thereof |
| CN103409705B (en) * | 2013-08-21 | 2015-04-22 | 东北大学 | Surface and central property differentiated plate and manufacturing method and device thereof |
| CN103966518B (en) * | 2014-04-17 | 2016-05-18 | 李露青 | A kind of power transmission shaft is with containing Nd ball cage |
| CN104831201B (en) * | 2015-06-03 | 2016-09-07 | 山东珠峰车业有限公司 | A kind of Oil-electric hybrid power quadricycle rear axle shaft and preparation method thereof |
| KR20170083653A (en) | 2015-12-23 | 2017-07-19 | 현대다이모스(주) | Axle shaft having good mechanical properties |
| CN106191717A (en) * | 2016-08-15 | 2016-12-07 | 合肥万向钱潮汽车零部件有限公司 | The material prescription of automobile constant velocity driving shaft |
| CN106870547A (en) * | 2017-03-16 | 2017-06-20 | 黑龙江省农业机械维修研究所 | The processing method of tractor motive power output shaft and axle |
| CN110306014B (en) * | 2019-08-05 | 2021-05-11 | 陕西华威科技股份有限公司 | Normalizing and tempering process for motor shaft forge piece |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1891505A (en) * | 1931-11-03 | 1932-12-20 | Charles J Scudder | Locomotive axle and crank pin and method of constructing the same |
| GB745285A (en) * | 1952-10-14 | 1956-02-22 | Electric Furnace Co | Improvements relating to the continuous hardening of shafts or bars |
| GB766115A (en) * | 1954-04-13 | 1957-01-16 | Eaton Axles Ltd | Improvements in or relating to the manufacture of axle shafts |
| US3024626A (en) * | 1959-10-02 | 1962-03-13 | Eaton Mfg Co | Axle shaft |
| DE1483331B2 (en) * | 1964-01-22 | 1971-03-18 | Yawata Iron & Steel Co , Ltd , To kio | USE OF A HARDENABLE STEEL ALLOY |
| JPS4512961Y1 (en) * | 1966-03-26 | 1970-06-04 | ||
| JPS4512962Y1 (en) * | 1966-06-30 | 1970-06-04 | ||
| JPS5612230Y2 (en) * | 1977-08-25 | 1981-03-19 | ||
| US4189333A (en) * | 1978-01-09 | 1980-02-19 | Republic Steel Corporation | Welded alloy casing |
| JPS556465A (en) * | 1978-06-28 | 1980-01-17 | Nippon Steel Corp | Production of bar steel of superior toughness for shaft |
| DE3043439A1 (en) * | 1980-11-18 | 1982-06-03 | Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg | METHOD FOR PRODUCING A HIGHLY STRENGTH FORGED STEEL FORGED PART |
| DE3207358C2 (en) * | 1982-03-02 | 1985-06-20 | Berchem & Schaberg Gmbh, 4650 Gelsenkirchen | Use of a steel for vehicle components for high alternating bending stresses |
| JPS59104426A (en) * | 1982-12-03 | 1984-06-16 | Daido Steel Co Ltd | Preparation of steel for high frequency hardening |
| JPS60169547A (en) * | 1984-02-15 | 1985-09-03 | Kobe Steel Ltd | Steel for induction hardening |
| JP3466653B2 (en) * | 1993-03-31 | 2003-11-17 | キヤノン株式会社 | Ink jet recording device |
-
1988
- 1988-03-10 US US07/166,178 patent/US4820357A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-01-06 AU AU27792/89A patent/AU602477B2/en not_active Ceased
- 1989-01-10 EP EP89300181A patent/EP0332284B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-01-10 DE DE68918309T patent/DE68918309T2/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-01-25 HU HU89318A patent/HU201809B/en unknown
- 1989-02-02 BR BR898900467A patent/BR8900467A/en not_active IP Right Cessation
- 1989-02-06 JP JP1025953A patent/JPH01234549A/en active Pending
- 1989-02-20 MX MX014989A patent/MX167291B/en unknown
- 1989-03-03 TR TR89/0198A patent/TR25461A/en unknown
- 1989-03-08 CN CN89101243A patent/CN1050388C/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-09 KR KR1019890002996A patent/KR890014754A/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0332284B1 (en) | 1994-09-21 |
| DE68918309T2 (en) | 1995-01-19 |
| CN1050388C (en) | 2000-03-15 |
| KR890014754A (en) | 1989-10-25 |
| BR8900467A (en) | 1989-10-03 |
| TR25461A (en) | 1993-02-12 |
| JPH01234549A (en) | 1989-09-19 |
| US4820357A (en) | 1989-04-11 |
| CN1036043A (en) | 1989-10-04 |
| AU2779289A (en) | 1989-09-14 |
| AU602477B2 (en) | 1990-10-11 |
| DE68918309D1 (en) | 1994-10-27 |
| HUT49653A (en) | 1989-10-30 |
| EP0332284A1 (en) | 1989-09-13 |
| MX167291B (en) | 1993-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| HU201809B (en) | Axle-driving shaft and process for producing same | |
| JP3915043B2 (en) | Steel for forging production and method for producing forging | |
| JP2007284796A (en) | Steel and process for the manufacture of steel component formed by cold plastic deformation | |
| US9039962B2 (en) | Steel for induction hardening, roughly shaped material for induction hardening, producing method thereof, and induction hardening steel part | |
| US20100021336A1 (en) | Ball pin and bushings composed of rust-resistant steel | |
| JP3372219B2 (en) | Manufacturing method of steel parts | |
| EP3272896B1 (en) | Age-hardenable steel, and method for manufacturing components using age-hardenable steel | |
| JP6969683B2 (en) | Manufacturing method of induction material for induction hardened crankshaft and induction hardened crankshaft | |
| US4895700A (en) | Low grade material axle shaft | |
| JPS5967365A (en) | Production of machine parts | |
| US20060057419A1 (en) | High-strength steel product excelling in fatigue strength and process for producing the same | |
| JPH08170146A (en) | Nitrided and non-heattreated steel for forming and nitrided and non-heattreated forged product | |
| JPS6223930A (en) | Production of high-strength spur gear | |
| JP2549038B2 (en) | Method for carburizing heat treatment of high-strength gear with small strain and its gear | |
| JPH07138613A (en) | Production of heat-treated ferrous sintered alloy parts | |
| JP3264790B2 (en) | Drawing part having irregular cross section and method of manufacturing the same | |
| JPH0873929A (en) | Machine element part and manufacture thereof | |
| JPH09324848A (en) | Carbon sintered gear component | |
| JPS59159971A (en) | Steel for cold forging with superior hardenability | |
| WO2023248556A1 (en) | Steel for high-frequency hardening | |
| SU1437410A1 (en) | Gear making method | |
| JPH08291371A (en) | Forged parts having high strength layer on surface and its production | |
| JPS61157640A (en) | Manufacture of steel bar and wire rod for cold forging | |
| JPS6075517A (en) | Manufacture of nonrefined forged steel article | |
| JPH0613745B2 (en) | Manufacturing method of high toughness low alloy steel |